天線與電波-第四章-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 3― 1） 式中 r0對(duì)應(yīng)于 υ=0rad的矢徑。為了明顯地將兩臂分開，在圖 4―3―1(b) 中分別用虛線和實(shí)線表示這兩個(gè)臂。 換句話說(shuō)，天線主要輻射是集中在周長(zhǎng)約等于 λ的螺旋環(huán)帶上，稱之為有效輻射帶。 阿基米德螺旋天線具有寬頻帶 、 圓極化 、 尺寸小 、 效率高以及可以嵌裝等優(yōu)點(diǎn) ， 故目前其應(yīng)用愈來(lái)愈廣泛 。 第 4章 非頻變天線 對(duì)數(shù)周期振子陣天線的結(jié)構(gòu) 對(duì)數(shù)周期振子陣天線的結(jié)構(gòu)如圖 4― 4― 1所示 。 綜合以上幾何關(guān)系可知 ,不論振子長(zhǎng)度 、 半徑還是振子之間的距離等所有幾何尺寸都按同一比例系數(shù) τ變化： 1 1 1 1n n n nn n n nL a R dL a R d?? ? ? ?? ? ? ?（ 4―4―4 ） 實(shí)用中常常用間隔因子 σ來(lái)表示相鄰振子間的距離，它被定義為相鄰兩振子間的距離 dn與 2倍較長(zhǎng)振子的長(zhǎng)度2Ln之比，即 2nndL? ?（ 4―4―5 ） 第 4章 非頻變天線 圖 4― 4― 1中的 α稱為對(duì)數(shù)周期振子陣天線的頂角 。 例如圖 4― 4― 6所示的對(duì)數(shù)周期振子陣天線是用同軸電纜作饋線的 ，但在給各振子饋電時(shí)轉(zhuǎn)換成了平行雙導(dǎo)線 。 當(dāng)然 ， 在最長(zhǎng)振子處也可以不端接任何負(fù)載 ， 具體情況可由調(diào)試結(jié)果選定 。 第 4章 非頻變天線 對(duì)數(shù)周期振子陣天線的工作原理 對(duì)數(shù)周期振子陣天線具有極寬的工作帶寬 ， 達(dá)到10∶ 1或更寬一些 。 第 4章 非頻變天線 就對(duì)數(shù)周期振子陣天線來(lái)說(shuō)，假定工作頻率為 f1（ λ1）時(shí)，只有第 “ 1”個(gè)振子工作，其電尺寸為 L1/λ1，其余振子均不工作；當(dāng)工作頻率升高到 f3（ λ3）時(shí)，換成只有第 “ 2”個(gè)振子工作，電尺寸為 L2/λ2，其余振子均不工作；當(dāng)工作頻率升高到 f2（ λ2）時(shí)，只有第 “ 3”個(gè)振子工作，電尺寸為 L3/λ3。 如果我們把 τ取得十分接近于 1， 則能滿足以上要求的天線的工作頻率就趨近連續(xù)變化 。 這樣一來(lái) ， 以上的分析似乎完全不能成立 。 第 4章 非頻變天線 圖 4―4―2 給出 τ=， σ=，工作頻率為200~600MHz的對(duì)數(shù)周期振子陣天線在頻率分別為200 ,300 ,600MHz時(shí)各振子激勵(lì)電流的分布情況。所以對(duì)數(shù)周期振子陣天線能得到廣泛應(yīng)用 。 在 “ 非激勵(lì)區(qū) ” ， 由于輻射區(qū)的對(duì)稱振子處于諧振狀態(tài) ， 振子的激勵(lì)電流很大 ， 已將傳輸線送來(lái)的大部分能量輻射出去 ， 能夠傳送到非激勵(lì)區(qū)的能量剩下很少 ， 所以該區(qū)的對(duì)稱振子激勵(lì)電流也就變得很小 ， 這種現(xiàn)象就是前面提到的 “ 電流截?cái)?” 現(xiàn)象 。 其中 K1和 K2分別為工作頻帶高端和低端的 “ 截?cái)喑?shù) ” ， 由下列經(jīng)驗(yàn)公式確定： K1= （ 4― 4― 9） K2=++ σ(+)（ 4― 4― 10） 輻射區(qū)的振子數(shù)一般不少于三個(gè) 。 當(dāng)高頻能從天線饋電點(diǎn)輸入以后 ， 電磁能將沿集合線向前傳輸 ， 傳輸區(qū)的那些振子 ， 電長(zhǎng)度很小 ， 輸入端呈現(xiàn)較大的容抗 ， 因而它們輸入端的電流很小 ， 它們的主要影響相當(dāng)于在集合線的對(duì)應(yīng)點(diǎn)并聯(lián)上一個(gè)個(gè)附加電容 ， 從而改變了集合線的分布參數(shù) ， 使集合線的特性阻抗降低 （ 傳輸線的特性阻抗與分布電容的平方根成反比 ） 。 因而對(duì)數(shù)周期振子陣天線的輸入阻抗就近似地等于考慮到傳輸區(qū)振子影響后的集合線特性阻抗 ，其基本上是電阻性的 ， 電抗成分不大 。f＝ 2 0 0 M H zG ＝ 8 . 7 5 d BZin＝ 69 － j7120176。60176。270176。 因?yàn)楫?dāng)工作頻率變化時(shí) ,天線的輻射區(qū)可以在天線上前后移動(dòng)而保持相似的特性 ， 其方向圖隨頻率的變化也是較小的 ， 如圖 4― 4― 4所示 。 另外 ， 由該圖還可以看出 ， 對(duì)數(shù)周期振子陣天線的 E面方向圖總是較 H面的要窄一些 。 第 4章 非頻變天線 表 4― 4― 1 第 4章 非頻變天線 表 4―4―2 第 4章 非頻變天線 對(duì)數(shù)周期振子陣天線的方向系數(shù)也與幾何參數(shù) τ和 σ有關(guān) 。 方向圖的波束寬度一般都是幾十度 ， 方向系數(shù)或天線增益也只有 10dB左右 ， 屬于中等增益天線范疇 。 一般要求頻帶低端的最長(zhǎng)振子長(zhǎng)度 L1滿足： 第 4章 非頻變天線 L1=K1λL （ 4― 4― 12） 高端的最短振子長(zhǎng)度 LN滿足： LN=K2λH （ 4― 4― 13） 式中 ,λL和 λH分別為最低及最高工作波長(zhǎng)； K1和 K2分別由式 (4― 4― 9)及 (4― 4― 10)確定 。 對(duì)數(shù)周期振子陣天線在短波波段也得到了應(yīng)用。 若天線相位中心與 O的距離為 d， 則H=dsinΨ。 第 4章 非頻變天線 圖 4―4―9 垂直極化短波對(duì)數(shù)周期短波天線 第 4章 非頻變天線 其它形式的對(duì)數(shù)周期天線 對(duì)數(shù)周期天線是一種頻帶很寬的天線。圖 4―4―10 為梯形片齒結(jié)構(gòu) (LogPeriodic Toothed Trapezoid Planar Antenna)；圖4―4―11 為梯形線齒結(jié)構(gòu) (Log Periodic Toothed Trapezoid Wire Antenna)； 第 4章 非頻變天線 圖 4― 4― 12為三角形線齒結(jié)構(gòu) (Log Periodic ZigZag Wire Antenna)；圖 4― 4― 13為振子型結(jié)構(gòu) ， 其中圖 （ a） 為楔形 ， 圖 （ b） 為共面的對(duì)數(shù)周期振子陣天線 。 第 4章 非頻變天線 圖 4―4―10 梯形片齒結(jié)構(gòu)對(duì)數(shù)周期天線 ??R1R2第 4章 非頻變天線 圖 4―4―11 梯形線齒結(jié)構(gòu)對(duì)數(shù)周期天線 R1R2a第 4章 非頻變天線 圖 4―4―12 三角形線齒結(jié)構(gòu)對(duì)數(shù)周期天線 R1R2?第 4章 非頻變天線 圖 4―4―13 振子形結(jié)構(gòu)對(duì)數(shù)周期天線 第 4章 非頻變天線 所有對(duì)數(shù)周期天線都不是整個(gè)結(jié)構(gòu)同時(shí)對(duì)輻射作出貢獻(xiàn) ， 因而實(shí)際上是犧牲了部分天線增益來(lái)?yè)Q取天線的寬帶
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